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中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述
系 別: 工程技術(shù)系
專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
姓 名: 金雨軒
學(xué) 號(hào): 05211538
2015 年4月21日
前言
曲臂式高空作業(yè)平臺(tái)作業(yè)梯是廣泛使用的高空作業(yè)設(shè)備。它是根據(jù)用戶的特定要求而設(shè)計(jì)的,并且適用于多人作業(yè)。它使高空作業(yè)效率更高,安全更有保障。然而,當(dāng)有不能移動(dòng)的障礙物時(shí),垂直式高空作業(yè)平臺(tái)難以有效地進(jìn)行高空作業(yè),導(dǎo)致高空作業(yè)有盲區(qū),影響了垂直式高空作業(yè)平臺(tái)推廣及應(yīng)用。為了解決這個(gè)問(wèn)題,設(shè)計(jì)可跨障礙物的曲臂式作業(yè)平臺(tái),并根據(jù)高空作業(yè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)尺寸,在液壓缸伸縮比要求滿足的條件下, 在確定液壓缸變幅機(jī)構(gòu)的三個(gè)參數(shù)的鉸鏈點(diǎn)的位置,而計(jì)算液壓缸的最大提升負(fù)載的條件下,并檢查工作平臺(tái)的穩(wěn)定性。
1. 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
高空作業(yè)機(jī)械是工程起重機(jī)械上發(fā)展起的高空作業(yè)設(shè)備,廣泛用于建筑、消防等行業(yè)。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷進(jìn)步,對(duì)高空作業(yè)車的需求越來(lái)越多,以及越來(lái)越廣泛的工作范圍。
目前,國(guó)內(nèi)高空作業(yè)平臺(tái)向多品種、系列化、小批量方向發(fā)展。雖然在平臺(tái)市場(chǎng)上,在今天甚至在未來(lái)的很長(zhǎng)一段時(shí)間不能占太多的市場(chǎng)。但是,由于空中作業(yè)平臺(tái)獨(dú)特的作用,它在工程建設(shè)中起著越來(lái)越重要的作用,其輻射范圍也越來(lái)越廣。在電信、市政建設(shè)、消防、救護(hù)、建筑、航空攝影、造船、石油、化工、航空等行業(yè)中將能看到它的身影。
曲臂式高空作業(yè)平臺(tái)作業(yè)梯,能提高機(jī)械化程度,降低勞動(dòng)消耗,降低成本,縮短工作時(shí)間,提高工作效率,并滿足特定需求。
經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前,具有一定的高空作業(yè)平臺(tái)市場(chǎng)需求,但只有較少的生產(chǎn)廠商,主要集中在它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,難以批量生產(chǎn),使能夠改善其結(jié)構(gòu)和性能的高空作業(yè)平臺(tái),提高高空作業(yè)平臺(tái)的功能,僅能形成小批量生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是對(duì)高空作業(yè)平臺(tái)主要工作裝置所采用的各種方案進(jìn)行比較分析,分別列出各方案的優(yōu)劣點(diǎn),以便選擇最合適方案。
高空作業(yè)平臺(tái)是用運(yùn)送工作人員和攜帶器材到達(dá)指定現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)的專用高空作業(yè)平臺(tái)。
高空作業(yè)平臺(tái)除底盤(pán)部分外,為了實(shí)現(xiàn)高空作業(yè)的功能,必須還有動(dòng)力傳動(dòng)裝置、工作裝置、安全裝置及液壓系統(tǒng)等。
高空作業(yè)平臺(tái)是用來(lái)運(yùn)送工作人員和工作器械到指定高度進(jìn)行作業(yè)的特種工作平臺(tái),是將曲臂式高空作業(yè)裝置安裝在底盤(pán)上組成的。曲臂式高空作業(yè)裝置包括工作臂、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、副車架、工作斗、液壓系統(tǒng)和操縱裝置等?,F(xiàn)在的曲臂式高空作業(yè)裝置具有操作平順、工作穩(wěn)定、自動(dòng)調(diào)速、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),大大提高曲臂式空中作業(yè)平臺(tái)的工作效率。高空作業(yè)平臺(tái)是利用底盤(pán)作為行走的機(jī)構(gòu),平臺(tái)還具有高性能,機(jī)動(dòng)靈活,可快速轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移到工作場(chǎng)地后能迅速投入工作,因此越來(lái)越多被應(yīng)用到工程建設(shè)、工業(yè)安裝、設(shè)備檢修、物業(yè)管理、航空、船舶、石化、電力、影視、市政、園林等許多行業(yè),是在近幾年國(guó)內(nèi)發(fā)展最快的專用平臺(tái)產(chǎn)品之一。
針對(duì)國(guó)內(nèi)外曲臂式高空作業(yè)平臺(tái)作業(yè)梯的動(dòng)力傳動(dòng)裝置。包括曲臂式高空作業(yè)平臺(tái)作業(yè)梯,各工作裝置的動(dòng)力傳動(dòng)部分,其設(shè)計(jì)要求如下:
(1) 在工作中的功能,預(yù)定的負(fù)載范圍內(nèi)時(shí),無(wú)論負(fù)荷大小,都需要具有一個(gè)工作速度穩(wěn)定的動(dòng)力傳遞裝置;
(2) 在同一工作循環(huán)中,回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)和其它加工裝置是交替正向和反向運(yùn)動(dòng),因此要適應(yīng)運(yùn)動(dòng)的方向的不斷變化;
(3) 在操作過(guò)程中,工作設(shè)備的工作速度應(yīng)能調(diào)整與作業(yè)的進(jìn)度,而且可速度范圍大,比如升降機(jī)構(gòu)需要有較低的微動(dòng)速率。
1、內(nèi)燃機(jī)——機(jī)械傳動(dòng)
該傳動(dòng)模式只可用在一用途單一的高空作業(yè)平臺(tái),如電力設(shè)施維護(hù)時(shí)多采用的垂直式高空作業(yè)平臺(tái)。動(dòng)力源是平臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),動(dòng)力可過(guò)變速器后傳出,而且還通過(guò)分動(dòng)器、離合器、減速機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、滑輪和繩索等設(shè)備一起使用,傳動(dòng)線長(zhǎng),結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。
2、電力——機(jī)械傳動(dòng)
該傳動(dòng)模式是利用來(lái)自外部的電力或車輛用的電源,通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,并通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)裝置將動(dòng)力傳遞給各個(gè)工作裝置。由于電機(jī)可反轉(zhuǎn),并且無(wú)級(jí)特性在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)等特點(diǎn)。機(jī)構(gòu)可由獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng),簡(jiǎn)化了傳動(dòng)與控制機(jī)構(gòu),噪音低、污染少,適合應(yīng)用在方便外接電源或流動(dòng)性不大的工作現(xiàn)場(chǎng)。
3、內(nèi)燃機(jī)——電力傳動(dòng)
該傳動(dòng)模式的路線是平臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī) → 發(fā)電機(jī) → 電動(dòng)機(jī),然后帶動(dòng)各工作裝置運(yùn)轉(zhuǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是利用直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)良工作特性,使高空作業(yè)平臺(tái)獲得良好的作業(yè)性能,但這些傳動(dòng)裝置質(zhì)量較大,價(jià)格昂貴。
4、內(nèi)燃機(jī)——液壓傳動(dòng)
大多數(shù)的曲臂式高空作業(yè)平臺(tái)都采用了這種方式,它可充分的利用液壓來(lái)驅(qū)動(dòng),簡(jiǎn)化了傳動(dòng)結(jié)構(gòu),易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速和改變運(yùn)動(dòng)方向,傳動(dòng)平穩(wěn)、操作簡(jiǎn)單、方便、節(jié)能、還可以防過(guò)載。
綜上所述,通過(guò)分析結(jié)構(gòu),經(jīng)濟(jì)性價(jià)比,可應(yīng)用的范圍和操作性能等各種的動(dòng)力傳動(dòng)裝置,可將動(dòng)力傳遞裝置選為內(nèi)燃機(jī)。
舉升機(jī)構(gòu)可用在實(shí)現(xiàn)作業(yè)平臺(tái)升降和變幅,其結(jié)構(gòu)型式:交叉剪式、套筒式、伸縮臂式和曲臂式。
1、交叉剪式舉升機(jī)構(gòu)
交叉剪式升降機(jī)構(gòu)是根據(jù)交叉排列,一個(gè)剪式連鎖鉸接幀結(jié)構(gòu)。當(dāng)改變交叉角度時(shí)完成升降運(yùn)動(dòng)。改變連桿交叉的角度,可通過(guò)伸縮液壓缸桿或伸縮繩索來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種機(jī)構(gòu)可完成比較低的工作環(huán)境,平臺(tái)平穩(wěn),平臺(tái)空間大,被廣泛用于飛機(jī)、船舶制造,內(nèi)部修理,清潔和維護(hù)電路線等工作現(xiàn)場(chǎng)。但是,這種作業(yè)車越障能力差、工作范圍小。
2、套筒式舉升機(jī)構(gòu)
套筒式舉升機(jī)構(gòu)可通過(guò)多節(jié)套筒的伸縮來(lái)完成升降運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)方式也能采用液壓傳動(dòng)或鋼絲繩滑輪傳動(dòng),套筒式垂直升降式舉升機(jī)構(gòu)的作業(yè)高度比較有限,工作范圍小。但作業(yè)車平臺(tái)較大,且支撐穩(wěn)定。
3、伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu)
伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu)可由多節(jié)套裝、并可伸縮的箱型臂所組成。它包括的有基本臂和伸縮臂這兩個(gè)部分。伸縮臂可以是一節(jié)或者多節(jié),各節(jié)臂間要裝有液壓缸。而液壓缸在工作時(shí),各節(jié)臂將在液壓缸活塞桿推動(dòng)下通過(guò)沿導(dǎo)向元件上、下的滑動(dòng),從而改變臂架的長(zhǎng)度。整個(gè)系統(tǒng)將支承在液壓缸的底部鉸支座與變幅的液壓缸兩端??山?jīng)過(guò)變幅液壓缸的活塞桿來(lái)伸縮實(shí)現(xiàn)臂架的擺動(dòng),而完成變幅與升降目的。伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu)的臂架最大作業(yè)高度是60~80米。因?yàn)樯炜s臂式舉升機(jī)構(gòu)能獲得較大的作業(yè)高度與變幅。所以被廣泛的應(yīng)用于各種高空作業(yè)的平臺(tái)上。但是這種作業(yè)車越障能力比較差。
4、曲臂式舉升機(jī)構(gòu)
曲臂式舉升機(jī)構(gòu)是由多節(jié)箱形臂折疊而組成。這種型式采用2到3節(jié)折疊臂組成。其折疊的方式被分為上折式與下折式兩種。各節(jié)臂的折疊與展開(kāi)運(yùn)動(dòng)是由各個(gè)節(jié)間液壓缸來(lái)完成。這種型式的舉升機(jī)構(gòu)是完成一定高度與幅度的作業(yè)。另外,下折式還能完成地平面以下的作業(yè),可以擴(kuò)大曲臂式高空作業(yè)平臺(tái)的作業(yè)范圍。由于曲臂式舉升機(jī)構(gòu)具有很高的靈活性、并且適應(yīng)性好、還具有越障能力等優(yōu)點(diǎn),所以采用非常廣泛。
綜上所述,由于曲臂式舉升機(jī)制比交叉剪式還有套筒式的工作范圍要大、越障能力要好,且曲臂式舉升機(jī)構(gòu)要比伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu)的來(lái)說(shuō)具有很好的靈活性、適應(yīng)性強(qiáng)、越障能力厲害等優(yōu)點(diǎn)。所以高空作業(yè)平臺(tái)的舉升機(jī)構(gòu)要選為曲臂式舉升機(jī)構(gòu),其折疊臂數(shù)目應(yīng)為兩個(gè)。
2.設(shè)計(jì)總結(jié)
曲臂式高空平臺(tái)作業(yè)梯設(shè)計(jì)是在已有的載貨汽車底盤(pán)上對(duì)舉升裝置、回轉(zhuǎn)裝置,使高空作業(yè)平臺(tái)的穩(wěn)定性進(jìn)行了優(yōu)化分析,通過(guò)對(duì)各個(gè)部件機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),在了解原先高空作業(yè)平臺(tái)的基礎(chǔ)上完成了以下工作:,完成了對(duì)高空作業(yè)平臺(tái)作業(yè)梯設(shè)計(jì)的主要部分,包括有支腿機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)裝置和液壓系統(tǒng)等,作了相應(yīng)的方案設(shè)計(jì)與分析,確定最終選擇方案。完成了對(duì)各工作裝置的主要組成部分進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)分析,以此主要尺寸參數(shù)的計(jì)算與校核。完成了對(duì)液壓系統(tǒng)的各液壓元件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及選型。對(duì)高空作業(yè)平臺(tái)作業(yè)梯的相關(guān)附件作了簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)。最后從整體上對(duì)改裝汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性作出相應(yīng)的分析計(jì)算,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)整個(gè)作業(yè)梯的可行性和正確性。高空作業(yè)平臺(tái)作業(yè)梯的改裝設(shè)計(jì)理論部分雖然完成了,但還需要進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用檢驗(yàn)。
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